RU2426195C1 - Photoelectric converter, imaging system - Google Patents

Photoelectric converter, imaging system Download PDF

Info

Publication number
RU2426195C1
RU2426195C1 RU2010117503/28A RU2010117503A RU2426195C1 RU 2426195 C1 RU2426195 C1 RU 2426195C1 RU 2010117503/28 A RU2010117503/28 A RU 2010117503/28A RU 2010117503 A RU2010117503 A RU 2010117503A RU 2426195 C1 RU2426195 C1 RU 2426195C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light guide
photoelectric conversion
light
boundary
sections
Prior art date
Application number
RU2010117503/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юитиро ЯМАСИТА (JP)
Юитиро ЯМАСИТА
Original Assignee
Кэнон Кабусики Кайся
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кэнон Кабусики Кайся filed Critical Кэнон Кабусики Кайся
Application granted granted Critical
Publication of RU2426195C1 publication Critical patent/RU2426195C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14629Reflectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462Coatings
    • H01L27/14621Colour filter arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627Microlenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685Process for coatings or optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0232Optical elements or arrangements associated with the device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: proposed converter comprises multiple photo electric converters with light-sensitive surface, isolating films, multiple light guide sections arranged atop isolating films. Note here that each light guide section directs light onto light-sensitive surface and boundary sections. Note also that each boundary section forms boundary between adjacent light guide sections and is made from material with lower refractivity compared with that of light guide section material. Note also that width of each boundary section does not exceed half the minimum wavelength of visible light, and height from bottom to top surfaces of every light guide section makes at least double maximum wavelength of visible light.
EFFECT: efficient light collection.
15 cl, 9 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к устройству фотоэлектрического преобразования и системе формирования изображения.The present invention relates to a photoelectric conversion device and an imaging system.

Уровень техникиState of the art

Устройство фотоэлектрического преобразования необходимо для эффективного сбора падающего света на светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования. В полупроводниковом устройстве восприятия изображения, раскрытом в выложенной патентной заявке Японии №06-224398, промежуточный слой полимера располагается между микролинзой и светочувствительной поверхностью элемента фотоэлектрического преобразования, как показано на фиг.1 в выложенной патентной заявке Японии №06-224398. Слой, имеющий более низкий показатель преломления, чем промежуточный слой, располагается между промежуточным слоем и передающим электродом для переноса зарядов элемента фотоэлектрического преобразования. Согласно выложенной патентной заявке Японии №06-224398, наклонно падающий свет, который не участвует в фотоэлектрическом преобразовании в традиционной технике, может поступать на светочувствительную поверхность элемента фотоэлектрического преобразования благодаря использованию полного отражения на границе раздела между промежуточным слоем и слоем с низким показателем преломления.A photoelectric conversion device is necessary for efficiently collecting incident light on the photosensitive surface of the photoelectric conversion element. In the semiconductor image pickup device disclosed in Japanese Patent Laid-open No. 06-224398, an intermediate polymer layer is disposed between the microlens and the photosensitive surface of the photoelectric conversion element, as shown in FIG. 1 in Japanese Laid-open Patent Application No. 06-224398. A layer having a lower refractive index than the intermediate layer is located between the intermediate layer and the transmitting electrode for transferring charges of the photoelectric conversion element. According to Japanese Patent Application Laid-open No. 06-224398, obliquely incident light that is not involved in the photoelectric conversion in the conventional technique can be transmitted to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element by using full reflection at the interface between the intermediate layer and the low refractive index layer.

Однако полупроводниковое устройство восприятия изображения в выложенной патентной заявке Японии №06-224398 не исследует свет, поступающий в граничную область между промежуточным слоем заранее определенного пикселя и промежуточным слоем пикселя, соседствующего с заранее определенным пикселем. Например, когда свет, распространяющийся перпендикулярно светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования, поступает в граничную область между промежуточным слоем заранее определенного пикселя и промежуточным слоем пикселя, соседствующего с заранее определенным пикселем, трудно направлять свет на светочувствительную поверхность элемента фотоэлектрического преобразования.However, the semiconductor image pickup device in Japanese Patent Laid-open No. 06-224398 does not examine light entering the boundary region between an intermediate layer of a predetermined pixel and an intermediate layer of a pixel adjacent to a predetermined pixel. For example, when light propagating perpendicular to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element enters the boundary region between the intermediate layer of a predetermined pixel and the intermediate layer of a pixel adjacent to a predetermined pixel, it is difficult to direct light onto the photosensitive surface of the photoelectric conversion element.

С уменьшением площади пикселя, включающего в себя элемент фотоэлектрического преобразования, отношение площади граничной области к площади пикселя возрастает. Свет, поступающий в граничную область, не может быть игнорирован.With a decrease in the area of the pixel, including the photoelectric conversion element, the ratio of the area of the boundary region to the area of the pixel increases. Light entering the boundary region cannot be ignored.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы эффективно собирать свет, поступающий в устройство фотоэлектрического преобразования, на светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования в устройстве фотоэлектрического преобразования.An object of the present invention is to efficiently collect light entering a photoelectric conversion device on a photosensitive surface of a photoelectric conversion element in a photoelectric conversion device.

Согласно первому варианту настоящего изобретения, устройство фотоэлектрического преобразования характеризуется тем, что содержит: множество элементов фотоэлектрического преобразования, каждый из которых имеет светочувствительную поверхность; изолирующие пленки, размещенные на множестве элементов фотоэлектрического преобразования; множество световодных участков, размещенных поверх изолирующих пленок, причем каждый из множества световодных участков направляет свет на светочувствительную поверхность каждого из множества элементов фотоэлектрического преобразования; и граничные участки, причем каждый из граничных участков образует границу между соседними световодными участками и выполнен из материала, имеющего более низкий показатель преломления, чем материал, из которого состоит множество световодных участков, в которых ширина каждого из граничных участков не превышает половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света, и высота от нижней поверхности до верхней поверхности каждого из множества световодных участков не меньше удвоенной наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света.According to a first embodiment of the present invention, the photoelectric conversion device is characterized in that it comprises: a plurality of photoelectric conversion elements, each of which has a photosensitive surface; insulating films placed on a plurality of photoelectric conversion elements; a plurality of light guide portions arranged on top of the insulating films, each of the plurality of light guide portions directing light onto the photosensitive surface of each of the plurality of photoelectric conversion elements; and boundary sections, wherein each of the boundary sections forms a boundary between adjacent light guide sections and is made of a material having a lower refractive index than the material of which the plurality of light guide sections consists, in which the width of each of the boundary sections does not exceed half the smallest wavelength in the range of wavelengths of visible light, and the height from the lower surface to the upper surface of each of the many light guide sections is not less than twice the largest wavelength in the wavelength range n of visible light.

Согласно второму варианту настоящего изобретения, устройство фотоэлектрического преобразования характеризуется тем, что содержит: множество элементов фотоэлектрического преобразования, каждый из которых имеет светочувствительную поверхность; изолирующие пленки, размещенные на множестве элементов фотоэлектрического преобразования; множество световодных участков, размещенных поверх изолирующих пленок из нескольких слоев, причем каждый из множества световодных участков направляет свет на светочувствительную поверхность каждого из множества элементов фотоэлектрического преобразования; и граничные участки, причем каждый из граничных участков образует границу между соседними световодными участками и выполнен из материала, имеющего более низкий показатель преломления, чем материал, из которого состоит множество световодных участков, в которых ширина каждого из граничных участков не превышает половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света, и высота от нижней поверхности до верхней поверхности каждого из множества световодных участков не меньше четырехкратной ширины каждого из граничных участков.According to a second embodiment of the present invention, the photoelectric conversion device is characterized in that it comprises: a plurality of photoelectric conversion elements, each of which has a photosensitive surface; insulating films placed on a plurality of photoelectric conversion elements; a plurality of light guide sections arranged on top of insulating films of several layers, each of the many light guide sections directing light to the photosensitive surface of each of the plurality of photoelectric conversion elements; and boundary sections, wherein each of the boundary sections forms a boundary between adjacent light guide sections and is made of a material having a lower refractive index than the material of which the plurality of light guide sections consists, in which the width of each of the boundary sections does not exceed half the smallest wavelength in the range of wavelengths of visible light, and the height from the lower surface to the upper surface of each of the many light guide sections is not less than four times the width of each of the boundary sections.

Согласно третьему варианту настоящего изобретения, система формирования изображения отличается тем, что содержит: устройство фотоэлектрического преобразования согласно первому или второму варианту настоящего изобретения; оптическую систему, которая формирует изображение на плоскости восприятия изображения элемента фотоэлектрического преобразования; и блок обработки сигнала, который обрабатывает сигнал, выводимый из устройства фотоэлектрического преобразования, для генерации данных изображения.According to a third embodiment of the present invention, the image forming system is characterized in that it comprises: a photoelectric conversion device according to the first or second embodiment of the present invention; an optical system that forms an image on the image perception plane of the photoelectric conversion element; and a signal processing unit that processes the signal output from the photoelectric conversion device to generate image data.

Согласно настоящему изобретению, возможно эффективно собирать свет, поступающий в устройство фотоэлектрического преобразования, на светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования в устройстве фотоэлектрического преобразования.According to the present invention, it is possible to efficiently collect light entering the photoelectric conversion device on the photosensitive surface of the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion device.

Дополнительные признаки настоящего изобретения явствуют из нижеследующего описания иллюстративных вариантов осуществления, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи.Further features of the present invention will be apparent from the following description of illustrative embodiments given with reference to the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - вид в разрезе устройства фотоэлектрического преобразования согласно первому варианту осуществления.FIG. 1 is a sectional view of a photoelectric conversion device according to a first embodiment.

Фиг.2 включает в себя 2A и 2B - графики, поясняющие поведение света в устройстве фотоэлектрического преобразования согласно первому варианту осуществления.Figure 2 includes 2A and 2B are graphs explaining the behavior of light in the photoelectric conversion device according to the first embodiment.

Фиг.3 - вид, поясняющий поведение света в устройстве фотоэлектрического преобразования согласно первому варианту осуществления.Figure 3 is a view explaining the behavior of light in the photoelectric conversion device according to the first embodiment.

Фиг.4 - график, демонстрирующий соотношение между высотой световодного участка, зазором между световодными участками и коэффициентом сбора света.4 is a graph showing the relationship between the height of the light guide section, the gap between the light guide sections and the light collection coefficient.

Фиг.5 - вид в разрезе устройства фотоэлектрического преобразования согласно второму варианту осуществления.5 is a sectional view of a photoelectric conversion device according to a second embodiment.

Фиг.6 - вид сверху устройства фотоэлектрического преобразования согласно второму варианту осуществления.6 is a plan view of a photoelectric conversion device according to a second embodiment.

Фиг.7 включает в себя 7A-7F - виды в разрезе, поясняющие этапы изготовления устройства фотоэлектрического преобразования согласно второму варианту осуществления.7 includes 7A-7F sectional views illustrating manufacturing steps of a photoelectric conversion device according to a second embodiment.

Фиг.8 - вид в разрезе устройства фотоэлектрического преобразования согласно третьему варианту осуществления.Fig. 8 is a sectional view of a photoelectric conversion device according to a third embodiment.

Фиг.9 - блок-схема для пояснения системы формирования изображения.9 is a block diagram for explaining an image forming system.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Отличительными признаками настоящего изобретения являются структура световодного участка и взаимное расположение световодного участка и других световодных участков, соседствующих со световодным участком, причем световодные участки размещены в соответствии с каждым элементом фотоэлектрического преобразования в устройстве фотоэлектрического преобразования, имеющем множество элементов фотоэлектрического преобразования.Distinctive features of the present invention are the structure of the light guide section and the relative position of the light guide section and other light guide sections adjacent to the light guide section, the light guide sections being arranged in accordance with each photoelectric conversion element in a photoelectric conversion device having a plurality of photoelectric conversion elements.

В частности, настоящее изобретение отличается тем, что зазор между соседними световодными участками (т.е. ширина граничного участка) задан так, чтобы он не превышал половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света, и высота световодного участка задана так, чтобы она была не меньше удвоенной наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. Эта структура может эффективно направлять (или собирать) свет, поступающий на граничный участок, на светочувствительную поверхность элемента фотоэлектрического преобразования, и, таким образом, увеличивать коэффициент сбора света, выражающий отношение света, направляемого к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования, к свету, поступающему в устройство фотоэлектрического преобразования.In particular, the present invention is characterized in that the gap between adjacent light guide sections (i.e., the width of the boundary portion) is set so that it does not exceed half the smallest wavelength in the wavelength range of visible light, and the height of the light guide section is set so that it was no less than twice the largest wavelength in the wavelength range of visible light. This structure can effectively direct (or collect) the light entering the boundary portion onto the photosensitive surface of the photoelectric conversion element, and thus increase the light collection coefficient expressing the ratio of the light directed to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element, to the light entering photoelectric conversion device.

Видимый свет также называют видимым спектром, и он образован электромагнитными волнами в диапазоне видимых электромагнитных спектров. Длина волны видимого света обычно лежит в пределах от 400 нм (включительно) до 750 нм (включительно). См. "Dictionary of Technical Terms of Optics, 3rd ed."(Справочник Технических терминов в оптике, 3-я редакция), Оптоэлектроника в диапазоне длин волн видимого света.Visible light is also called the visible spectrum, and it is formed by electromagnetic waves in the range of visible electromagnetic spectra. The wavelength of visible light usually ranges from 400 nm (inclusive) to 750 nm (inclusive). See "Dictionary of Technical Terms of Optics, 3rd ed." (Handbook of Technical Terms in Optics, 3rd edition), Optoelectronics in the wavelength range of visible light.

В этом описании изобретения термин "диапазон длин волн видимого света" также означает диапазон длин волн составляющих света, проходящих через цветные светофильтры (например, фильтры красного, зеленого и синего основных цветов), размещенные в соответствии с соответствующими элементами фотоэлектрического преобразования. В этом случае "наименьшая длина волны в диапазоне длин волн видимого света" означает длину волны (например, длину волны синего света), заданную спектральным распределением пропускания цветного светофильтра, цвета, соответствующего наименьшей длине волны среди цветов, заданных цветными светофильтрами, в устройстве фотоэлектрического преобразования. "Наибольшая длина волны в диапазоне длин волн видимого света" означает длину волны (например, длину волны красного света), заданную спектральным распределением пропускания цветного светофильтра, цвета, соответствующего наибольшей длине волны среди цветов, заданных цветными светофильтрами, в устройстве фотоэлектрического преобразования.In this description of the invention, the term "wavelength range of visible light" also means the wavelength range of the light components passing through color filters (e.g., red, green, and blue primary filters) arranged in accordance with the respective photoelectric conversion elements. In this case, "the smallest wavelength in the wavelength range of visible light" means the wavelength (for example, the wavelength of blue light) specified by the spectral distribution of transmission of the color filter, the color corresponding to the smallest wavelength among the colors specified by color filters, in the photoelectric conversion device . "Longest wavelength in the wavelength range of visible light" means a wavelength (e.g., a red light wavelength) specified by a spectral distribution of transmission of a color filter, a color corresponding to the longest wavelength among the colors specified by color filters, in the photoelectric conversion device.

Другие термины, используемые в описании изобретения, также будут объяснены.Other terms used in the description of the invention will also be explained.

Пиксель - это минимальный модуль, включающий в себя элемент фотоэлектрического преобразования. Пиксель может включать в себя вышеупомянутый цветной светофильтр, транзистор и т.п., в добавок к элементу фотоэлектрического преобразования.A pixel is a minimal module that includes a photoelectric conversion element. The pixel may include the aforementioned color filter, a transistor, and the like, in addition to the photoelectric conversion element.

"Подложка" представляет собой полупроводниковую подложку, служащую материалом основания, но также может включать в себя материал подложки, обрабатываемый следующим образом. Например, подложка означает даже элемент, в котором сформирована одна или множество областей полупроводника и т.п., элемент, подвергаемый ряду производственных процессов, или элемент, подвергнутый ряду производственных процессов.A “substrate” is a semiconductor substrate serving as a base material, but may also include a substrate material processed as follows. For example, a substrate even means an element in which one or a plurality of semiconductor regions and the like are formed, an element subjected to a series of production processes, or an element subjected to a series of production processes.

Настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(Первый вариант осуществления)(First Embodiment)

На фиг.1 показан вид в разрезе устройства 1 фотоэлектрического преобразования, согласно первому варианту осуществления. Световодные участки размещены на множестве элементов фотоэлектрического преобразования в соответствии с соответствующими элементами фотоэлектрического преобразования. Зазор между соседними световодными участками (т.е. ширина граничного участка) и высота световодного участка заданы равными заранее определенным значениям.1 is a cross-sectional view of a photoelectric conversion device 1 according to a first embodiment. The light guide sections are arranged on a plurality of photoelectric conversion elements in accordance with the respective photoelectric conversion elements. The gap between adjacent light guide sections (i.e., the width of the boundary section) and the height of the light guide section are set equal to predetermined values.

На фиг.1 подложка 100 включает в себя канал 101 и элементы 102 фотоэлектрического преобразования. Подложка 100 выполнена, например, из кремния.1, a substrate 100 includes a channel 101 and photoelectric conversion elements 102. The substrate 100 is made, for example, of silicon.

Канал 101 содержит примесь первого типа проводимости (например, P-типа) с более низкой концентрацией, чем в элементе 102 фотоэлектрического преобразования.Channel 101 contains an impurity of the first type of conductivity (for example, P-type) with a lower concentration than in the photoelectric conversion element 102.

Элемент 102 фотоэлектрического преобразования содержит примесь второго типа проводимости (например, N-типа), которая соответствует носителю, в более высокой концентрации, чем канал 101. Второй тип проводимости имеет тип проводимости, противоположный первому типу проводимости.The photoelectric conversion element 102 contains an admixture of a second type of conductivity (for example, N-type), which corresponds to the carrier, in a higher concentration than channel 101. The second type of conductivity has a conductivity type opposite to the first type of conductivity.

Элемент 102 фотоэлектрического преобразования имеет светочувствительную поверхность 103. Множество элементов 102 фотоэлектрического преобразования размещена в подложке 100. Каждый элемент 102 фотоэлектрического преобразования осуществляет фотоэлектрическое преобразование в запирающем слое, сформированном вблизи границы между элементом 102 фотоэлектрического преобразования и каналом 101, генерируя и накапливая заряды в соответствии со светом, падающим на светочувствительную поверхность 103.The photoelectric conversion element 102 has a photosensitive surface 103. A plurality of photoelectric conversion elements 102 are disposed in the substrate 100. Each photoelectric conversion element 102 performs photoelectric conversion in a barrier layer formed near the boundary between the photoelectric conversion element 102 and the channel 101, generating and accumulating charges in accordance with light incident on the photosensitive surface 103.

Изолирующие пленки 104a и 104b из нескольких слоев размещены на элементах 102 фотоэлектрического преобразования. Изолирующая пленка 104a изолирует поверхность подложки 100 от слоя 105 разводки (описанного ниже). Изолирующая пленка 104b изолирует слой на ней от слоя 105 разводки. Каждая из изолирующих пленок 104a и 104b выполнена, например, в виде пленки оксида кремния.Multiple-layer insulating films 104a and 104b are disposed on photoelectric conversion elements 102. An insulating film 104a isolates the surface of the substrate 100 from the wiring layer 105 (described below). The insulating film 104b isolates the layer thereon from the wiring layer 105. Each of the insulating films 104a and 104b is made, for example, in the form of a film of silicon oxide.

Слой 105 разводки располагается между изолирующими пленками 104a и 104b. Слой 105 разводки выполнен, например, из интерметаллического соединения, содержащего, в основном, алюминий.The wiring layer 105 is located between the insulating films 104a and 104b. The wiring layer 105 is made, for example, of an intermetallic compound containing mainly aluminum.

Множество световодных участков 106 сформировано на изолирующей пленке 104b в соответствии с соответствующими элементами 102 фотоэлектрического преобразования. Материал, образующий световодный участок 106, представляет собой, например, оксид кремния, и воздух заполняет граничный участок 107 между соседними световодными участками. В этой структуре свет, поступающий в световодный участок 106 от верхней поверхности 106a световодного участка 106, легко испытывает полное отражение боковой поверхностью 106c, служащей границей раздела между световодным участком 106 и граничным участком 107, и направляется к нижней поверхности 106b. Когда показатели преломления световодного участка 106 и изолирующей пленки 104b почти равны друг другу, свет с трудом отражается на границе раздела между ними. Поэтому свет, направляемый к нижней поверхности 106b, легко достигает светочувствительной поверхности 103 элемента 102 фотоэлектрического преобразования через изолирующие пленки 104a и 104b.A plurality of light guide sections 106 are formed on the insulating film 104b in accordance with the respective photoelectric conversion elements 102. The material forming the light guide portion 106 is, for example, silicon oxide, and air fills the boundary portion 107 between adjacent light guide portions. In this structure, light entering the light guide portion 106 from the upper surface 106a of the light guide portion 106 easily experiences full reflection by the side surface 106c serving as an interface between the light guide portion 106 and the boundary portion 107, and is directed to the lower surface 106b. When the refractive indices of the light guide portion 106 and the insulating film 104b are almost equal to each other, light is hardly reflected at the interface between them. Therefore, the light directed to the bottom surface 106b easily reaches the photosensitive surface 103 of the photoelectric conversion element 102 through the insulating films 104a and 104b.

Высота H каждого световодного участка 106 задана так, чтобы она была не меньше удвоенной наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. Зазор W между двумя соседними световодными участками 106 (т.е. ширина W граничного участка 107) задан так, чтобы он не превышал половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. В такой структуре свет, поступающий в область (граничный участок), где не существует световодных участков, преломляется к центру световодного участка, и легко поступает в световодный участок от его боковой поверхности. Как описано выше, свет, поступающий в световодный участок, легко направляется к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования. Это позволяет повысить коэффициент сбора света, выражающий отношение света, направляемого к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования, к свету, поступающему в устройство 1 фотоэлектрического преобразования.The height H of each light guide portion 106 is set so that it is not less than twice the largest wavelength in the wavelength range of visible light. The gap W between two adjacent light guide sections 106 (i.e., the width W of the boundary portion 107) is set so that it does not exceed half the smallest wavelength in the wavelength range of visible light. In such a structure, the light entering the region (boundary section) where there are no light guide sections is refracted to the center of the light guide section and easily enters the light guide section from its side surface. As described above, the light entering the light guide portion is easily guided to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element. This makes it possible to increase the light collection coefficient expressing the ratio of the light directed to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element to the light entering the photoelectric conversion device 1.

Согласно фиг.1, высота H световодного участка 106 задана так, чтобы она была не меньше удвоенной (например, 1,5 мкм) наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. Зазор W между соседними световодными участками 106 (т.е. ширина W граничного участка 107) задан так, чтобы он не превышал половины (например, 200 нм) наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. Высота H световодного участка 106, ширина W граничного участка 107 и длина волны собираемого света будут подробно описаны ниже.According to figure 1, the height H of the light guide section 106 is set so that it is not less than twice (for example, 1.5 μm) of the largest wavelength in the wavelength range of visible light. The gap W between adjacent light guide sections 106 (i.e., the width W of the boundary portion 107) is set so that it does not exceed half (for example, 200 nm) of the smallest wavelength in the wavelength range of visible light. The height H of the light guide portion 106, the width W of the boundary portion 107 and the wavelength of the collected light will be described in detail below.

На фиг.2, включающей в себя 2A и 2B, показаны результаты моделирования поведения света в устройстве 1 фотоэлектрического преобразования, согласно первому варианту осуществления. В частности, на 2A фиг.2 показан результат анализа поведения света, когда свет поступает на верхнюю поверхность световодного участка перпендикулярно (под углом падения 0°). На 2B фиг.2 показан результат анализа поведения света, когда свет поступает на верхнюю поверхность световодного участка наклонно (под углом падения 20°).FIG. 2, including 2A and 2B, shows the results of modeling the behavior of light in the photoelectric conversion device 1, according to the first embodiment. In particular, 2A of FIG. 2 shows the result of an analysis of the behavior of light when light enters the upper surface of the light guide portion perpendicularly (at an angle of incidence of 0 °). 2B of FIG. 2 shows the result of analyzing the behavior of light when light enters the upper surface of the light guide portion obliquely (at an angle of incidence of 20 °).

При моделировании длина волны параллельного света составляла 500 нм, высота H световодного участка составляла 5,0 мкм, и зазор W между соседними световодными участками 106 (т.е. ширина W граничного участка 107) составлял 250 нм.In the simulation, the parallel wavelength was 500 nm, the height H of the light guide section was 5.0 μm, and the gap W between adjacent light guide sections 106 (i.e., the width W of the boundary section 107) was 250 nm.

На 2A и 2B фиг.2 прямоугольный экран 200 на черном фоне отображает результат моделирования. Черные и белые полоски на экране 200 отображают поведение света. Более глубокие градации черного и белого означают, что амплитуда световой волны увеличивается, и энергия света, выражаемая квадратом амплитуды, возрастает. Серый участок показывает центр амплитуды и означает, что энергия света мала.2A and 2B of FIG. 2, a rectangular screen 200 on a black background displays a simulation result. Black and white stripes on the screen 200 display the behavior of light. Deeper gradations of black and white mean that the amplitude of the light wave increases, and the energy of light, expressed by the square of the amplitude, increases. The gray section shows the center of amplitude and means that the light energy is small.

На 2A фиг.2 показан случай, когда параллельные составляющие света поступают на верхнюю поверхность световодного участка под углом падения 0°. На 2B фиг.2 показан случай, когда параллельные составляющие света поступают на верхнюю поверхность световодного участка под углом падения 20°. Контурные стрелки на 2A и 2B фиг.2 схематически поясняют поведение падающего света в зависимости от разницы в угле падения.2A of FIG. 2 shows a case where parallel light components arrive at the upper surface of the light guide portion at an angle of incidence of 0 °. 2B shows a case where parallel components of the light enter the upper surface of the light guide portion at an angle of incidence of 20 °. The contour arrows in 2A and 2B of FIG. 2 schematically explain the behavior of the incident light as a function of the difference in the angle of incidence.

На 2A фиг.2 параллельная составляющая света, обозначенная стрелкой 203 и поступающая вблизи центра световодного участка 201, распространяется через световодный участок почти перпендикулярно светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования. Параллельная составляющая света, обозначенная стрелкой 204 и поступающая на граничный участок между световодным участком 201 и световодным участком 202, преломляется боковой поверхностью световодного участка 201 (т.е. границей раздела между световодным участком и граничным участком) в соответствии с разностью между показателями преломления световодного участка 201 (оксида кремния) и граничного участка (воздуха), поступает в световодный участок 201 и распространяется через световодный участок 201 к центру на нижней поверхности световодного участка 201, как указано стрелкой 205.In 2A of FIG. 2, the parallel light component, indicated by arrow 203 and arriving near the center of the light guide portion 201, propagates through the light guide portion almost perpendicular to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element. The parallel light component, indicated by arrow 204 and entering the boundary portion between the light guide portion 201 and the light guide portion 202, is refracted by the lateral surface of the light guide portion 201 (i.e., the interface between the light guide portion and the boundary portion) in accordance with the difference between the refractive indices of the light guide portion 201 (silicon oxide) and the boundary portion (air), enters the light guide portion 201 and propagates through the light guide portion 201 to the center on the lower surface of the light guide ka 201, as indicated by arrow 205.

На 2B фиг.2 параллельная составляющая света 208, которая поступает на световодный участок 206 под углом падения 20°, полностью отражается боковой поверхностью световодного участка 206, и распространяется к центру на нижней поверхности световодного участка 206, как показано, стрелка 210. Аналогично поведению на 2A фиг.2, параллельная составляющая света 209, поступающая на граничный участок между световодным участком 206 и световодным участком 207, преломляется боковой поверхностью световодного участка 206 (т.е. границей раздела между световодным участком и граничным участком) в соответствии с разностью между показателями преломления световодного участка 206 (оксида кремния) и граничного участка (воздуха), поступает в световодный участок 206 и распространяется к центру на нижней поверхности световодного участка 206, как указано стрелкой 210.2B of FIG. 2, the parallel component of light 208, which enters the light guide section 206 at an angle of incidence of 20 °, is completely reflected by the side surface of the light guide section 206, and extends to the center on the lower surface of the light guide section 206, as shown by arrow 210. Similar to the behavior on 2A of FIG. 2, the parallel light component 209 entering the boundary portion between the light guide portion 206 and the light guide portion 207 is refracted by the lateral surface of the light guide portion 206 (i.e., the interface between the light guide portion and the boundary portion) in accordance with the difference between the refractive indices of the light guide portion 206 (silicon oxide) and the boundary portion (air), enters the light guide portion 206 and extends to the center on the lower surface of the light guide portion 206, as indicated by arrow 210.

В традиционном устройстве фотоэлектрического преобразования, когда свет поступает в граничную область между соседними линзами в линзовой матрице микролинз, размещенных в двух измерениях в соответствии с элементами 102 фотоэлектрического преобразования, свет часто распространяется прямолинейно. Поэтому трудно направлять свет, поступающий в граничную область на линзовой матрице, к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования.In a conventional photoelectric conversion device, when light enters the boundary region between adjacent lenses in a microlens lens array arranged in two dimensions in accordance with photoelectric conversion elements 102, the light is often linearly distributed. Therefore, it is difficult to direct the light entering the boundary region on the lens matrix to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element.

Напротив, в устройстве 1 фотоэлектрического преобразования согласно первому варианту осуществления, свет, поступающий на граничный участок между соседними световодными участками, преломляется боковой поверхностью световодного участка (т.е. границей раздела между световодным участком и граничным участком), поступает в световодный участок, и легко направляется к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования. Таким образом, легко направлять свет, поступающий на граничный участок между соседними световодными участками, к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования. По сравнению с традиционным устройством фотоэлектрического преобразования устройство 1 фотоэлектрического преобразования может повысить коэффициент сбора света, выражающий отношение света, направляемого к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования, к свету, поступающему в устройство 1 фотоэлектрического преобразования.In contrast, in the photoelectric conversion device 1 according to the first embodiment, the light entering the boundary portion between adjacent light guide sections is refracted by the side surface of the light guide portion (i.e., the interface between the light guide portion and the boundary portion), enters the light guide portion, and is easily sent to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element. Thus, it is easy to direct the light arriving at the boundary portion between adjacent light guide sections to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element. Compared to a conventional photoelectric conversion device, the photoelectric conversion device 1 can increase the light collection coefficient expressing the ratio of the light directed to the photosensitive surface of the photoelectric conversion element to the light entering the photoelectric conversion device 1.

Поведение света на световодном участке будет подробно описано со ссылкой на фиг.3. На фиг.3 показан вид, поясняющий принцип сбора света, когда параллельные составляющие света поступают на граничный участок между соседними световодными участками. Те же самые позиции, что и на фиг.1, обозначают детали, имеющие те же самые функции.The behavior of the light in the light guide section will be described in detail with reference to FIG. Figure 3 shows a view explaining the principle of collecting light when parallel components of the light enter the boundary section between adjacent light guide sections. The same positions as in FIG. 1 indicate parts having the same functions.

На фиг.3 два световодных участка 106 для удобства различаются как световодные участки 106-1 и 106-2. На фиг.3 точечные источники 302, 303 и 304 представляют составляющие света сразу после того, как параллельные составляющие 301 света поступают на световодный участок 106-1, граничный участок 107 и световодный участок 106-2, соответственно. Множество световодных участков 106-1 и 106-2 соседствуют друг с другом. Точечные источники 302 и 304 находятся на световодных участках 106-1 и 106-2, тогда как точечный источник 303 находится на граничном участке (промежутке) 107 между световодными участками 106-1 и 106-2. В этом случае ширина граничного участка 107, т.е. зазор между световодными участками 106-1 и 106-2 задан так, чтобы он не превышал половины длины волны падающей параллельной составляющей 301 света, и не превышал половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. Высота каждого из световодных участков 106-1 и 106-2 задана так, чтобы она была не меньше удвоенной наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. Для удобства объяснения рассмотрим один световодный участок 106-1.In FIG. 3, two light guide sections 106 for convenience are distinguished as light guide sections 106-1 and 106-2. 3, point sources 302, 303, and 304 represent light components immediately after parallel light components 301 arrive at the light guide portion 106-1, the boundary portion 107, and the light guide portion 106-2, respectively. Many light guide sections 106-1 and 106-2 are adjacent to each other. The point sources 302 and 304 are located in the light guide sections 106-1 and 106-2, while the point source 303 is located in the boundary portion (gap) 107 between the light guide sections 106-1 and 106-2. In this case, the width of the boundary portion 107, i.e. the gap between the light guide sections 106-1 and 106-2 is set so that it does not exceed half the wavelength of the incident parallel component 301 of the light, and does not exceed half the smallest wavelength in the wavelength range of visible light. The height of each of the light guide sections 106-1 and 106-2 is set so that it is not less than twice the largest wavelength in the wavelength range of visible light. For ease of explanation, consider one light guide portion 106-1.

Луч 308 света, попадая на граничный участок 107, распространяется почти прямолинейно. Однако луч 307 света поступает на боковую поверхность 106c-1 световодного участка 106-1 под углом. Луч 307 света преломляется боковой поверхностью 106c-1 световодного участка 106-1, поступает в световодный участок 106-1 и распространяется к центру на нижней поверхности 106b-1 световодного участка 106-1.The light beam 308, reaching the boundary portion 107, propagates almost rectilinearly. However, the light beam 307 enters the side surface 106c-1 of the light guide portion 106-1 at an angle. The light beam 307 is refracted by the side surface 106c-1 of the light guide section 106-1, enters the light guide section 106-1, and extends to the center on the lower surface 106b-1 of the light guide section 106-1.

Напротив, большинство лучей света 305 и 306, поступая в световодный участок 106-1, полностью отражаются боковой поверхностью 106c-1 световодного участка 106-1, поскольку показатели преломления световодного участка 106-1 и граничного участка 107 отличаются друг от друга (в частности, показатель преломления световодного участка 106-1 выше показателя преломления граничного участка 107), поэтому свет редко поступает на граничный участок 107. Поскольку свет с трудом поступает на граничный участок 107, существует мало лучей света, которые усиливают луч 308 света, распространяющийся прямолинейно через граничный участок 107. Поскольку большинство лучей света, распространяющихся через граничный участок 107, поступает на световодный участок 106-1 или 106-2, энергия 308 луча света, распространяющегося через граничный участок 107, в конце концов, снижается. Таким образом, большая часть света, поступающего на граничный участок 107, собирается на световодном участке.In contrast, most light rays 305 and 306 entering the light guide section 106-1 are completely reflected by the side surface 106c-1 of the light guide section 106-1, since the refractive indices of the light guide section 106-1 and the boundary section 107 are different from each other (in particular, the refractive index of the light guide portion 106-1 is higher than the refractive index of the boundary portion 107), so light rarely arrives at the boundary portion 107. Since light hardly arrives at the boundary portion 107, there are few light rays that amplify the light beam 308, propagating rectilinearly through the boundary portion 107. Since most of the light rays propagating through the boundary portion 107 enters the light guide portion 106-1 or 106-2, the energy 308 of the beam of light propagating through the boundary portion 107 ultimately decreases. Thus, most of the light entering the boundary portion 107 is collected in the light guide portion.

На фиг.4 показан график, демонстрирующий соотношение между высотой световодного участка, зазором между световодными участками (т.е. шириной граничного участка) и коэффициентом сбора света. График на фиг.4 получен посредством того же моделирования, что и на 2A и 2B фиг.2. На фиг.4 показан коэффициент сбора света в зависимости от высоты световодного участка, когда длина волны падающего света задана равной 500 нм, и зазор между соседними световодными участками (т.е. ширина граничного участка) задан равным 0,25 мкм, 0,5 мкм, 0,75 мкм и 1,0 мкм. Ось абсцисс графика отображает значение длины, приведенной к длине волны, когда верхняя поверхность 106a (см. фиг.1) световодного участка задана как начало отсчета в направлении, перпендикулярном подложке, и направление подложки, в котором распространяется свет, задано как положительное направление. Другими словами, ось абсцисс отображает позицию (оптическое расстояние от позиции на одном уровне с верхней поверхностью 106a световодного участка) на граничном участке. Ось ординат отображает приведенное значение энергии света, оставшейся на граничном участке между соседними световодными участками, когда значение энергии света в позиции граничного участка, который находится на одном уровне с поверхностью световодного участка, задано равным 1. Как описано выше, снижение энергии света, оставшейся на граничном участке между соседними световодными участками, означает, что большая часть света на граничном участке собирается в световодных участках.4 is a graph showing the relationship between the height of the light guide section, the gap between the light guide sections (i.e., the width of the boundary section) and the light collection coefficient. The graph in FIG. 4 is obtained by the same simulation as in FIGS. 2A and 2B. Figure 4 shows the light collection coefficient depending on the height of the light guide section when the wavelength of the incident light is set to 500 nm, and the gap between adjacent light guide sections (i.e., the width of the boundary section) is set to 0.25 μm, 0.5 μm, 0.75 μm and 1.0 μm. The abscissa axis of the graph displays the value of the length reduced to the wavelength when the upper surface 106a (see FIG. 1) of the light guide portion is defined as a reference point in the direction perpendicular to the substrate, and the direction of the substrate in which the light propagates is set as a positive direction. In other words, the abscissa axis represents the position (the optical distance from the position at the same level with the upper surface 106a of the light guide section) at the boundary section. The ordinate axis displays the reduced value of the light energy remaining at the boundary portion between adjacent light guide sections when the light energy at the position of the boundary portion that is at the same level as the surface of the light guide section is set to 1. As described above, the decrease in the light energy remaining at the boundary section between adjacent light guide sections means that most of the light at the boundary section is collected in the light guide sections.

Согласно фиг.4, когда позиция на граничном участке между световодными участками перемещается от позиции на одном уровне с поверхностью световодного участка, энергия света в позиции на граничном участке снижается, в то время как зазор между световодными участками остается постоянным. На фиг.4 энергия света, когда свет распространяется на расстояние двух длин волны ("2" на оси абсцисс) через граничный участок, соответствующий зазору 1,0 мкм между световодными участками, сравнивается с энергией света, когда свет распространяется на расстояние двух длин волны через граничный участок, соответствующий зазору 0,25 мкм между световодными участками. Энергия света снижается до около 70% на граничном участке, соответствующем зазору 1,0 мкм между световодными участками, и около 10% на граничном участке, соответствующем зазору 0,25 мкм между ними.According to FIG. 4, when the position at the boundary portion between the light guide portions moves from the position at the same level as the surface of the light guide portion, the light energy at the position at the boundary portion decreases, while the gap between the light guide portions remains constant. In Fig. 4, the light energy when light propagates at a distance of two wavelengths ("2" on the abscissa axis) through a boundary portion corresponding to a gap of 1.0 μm between the light guide portions is compared with light energy when light propagates at a distance of two wavelengths through the boundary section corresponding to a gap of 0.25 μm between the light guide sections. The light energy is reduced to about 70% at the boundary portion corresponding to a gap of 1.0 μm between the light guide sections, and about 10% at the boundary portion corresponding to a gap of 0.25 μm between them.

В частности, около 30% света, поступающего на граничный участок, соответствующий зазору 1,0 мкм между световодными участками, поступает в световодные участки. Напротив, около 90% света, поступающего на граничный участок, соответствующий зазору 0,25 мкм между световодными участками, поступает в световодные участки. Это означает, что коэффициент сбора света выше для более узкого зазора между световодными участками (меньшей ширины граничного участка). Кроме того, даже после того, как свет распространяется на расстояние, в 10 раз превышающее длину волны, остается 20% энергии света, когда зазор между световодными участками равен 1,0 мкм. Таким образом, те же эффекты, которые получаются, когда зазор между световодными участками равен 0,25 мкм, не достигаются.In particular, about 30% of the light entering the boundary portion corresponding to a gap of 1.0 μm between the light guide portions enters the light guide portions. In contrast, about 90% of the light entering the boundary portion corresponding to a gap of 0.25 μm between the light guide portions enters the light guide portions. This means that the light collection coefficient is higher for a narrower gap between the light guide sections (smaller width of the boundary section). In addition, even after the light travels a distance 10 times the wavelength, 20% of the light energy remains when the gap between the light guide portions is 1.0 μm. Thus, the same effects that are obtained when the gap between the light guide sections is 0.25 μm are not achieved.

Исходя из этих результатов коэффициент сбора света значительно увеличивается, когда зазор между световодными участками равен половине длины волны (т.е. 0,5λ), и высоту (т.е. 2λ) световодного участка достаточно задать так, чтобы она не меньше, чем в четыре раза, превышала зазор между световодными участками. Кроме того, коэффициент сбора света можно увеличить, сделав зазор между световодными участками короче по отношению к длине волны и сделав световодный участок выше. При наличии распределения по длине волны, как в видимом свете, более желательно сделать зазор между световодными участками не превышающим половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света и сделать высоту световодного участка не меньшей удвоенной наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света. Эта структура позволяет достигать удовлетворительного эффекта сбора света для всех составляющих света в диапазоне длин волн видимого света. Поскольку для повышения коэффициента сбора света не требуется формировать сложной формы, производственный процесс упрощается, и контроль формы также упрощается.Based on these results, the light collection coefficient increases significantly when the gap between the light guide sections is equal to half the wavelength (i.e. 0.5λ), and it is sufficient to set the height (i.e. 2λ) of the light guide section so that it is not less than four times the gap between the light guide sections. In addition, the light collection coefficient can be increased by making the gap between the light guide portions shorter with respect to the wavelength and by making the light guide portion higher. If there is a distribution along the wavelength, as in visible light, it is more desirable to make the gap between the light guide sections not exceeding half the smallest wavelength in the wavelength range of visible light and make the height of the light guide section not less than twice the largest wavelength in the wavelength range of visible light. This structure allows to achieve a satisfactory light collection effect for all light components in the wavelength range of visible light. Since it is not necessary to form a complex shape to increase the light collection coefficient, the manufacturing process is simplified, and the shape control is also simplified.

В вышеупомянутом диапазоне длин волн видимого света наименьшая длина волны равна 400 нм, и наибольшая длина волны равна 750 нм. В этом случае достаточно, чтобы зазор между световодными участками (т.е. ширина граничного участка) был не больше 0,2 мкм и чтобы высота световодного участка была не меньше 1,5 мкм. Например, световодные участки формируются с зазором около 0,2 мкм между световодными участками (т.е. формируется граничный участок шириной около 0,2 мкм) и высота световодного участка составляет около 1,5 мкм. Устройство 1 фотоэлектрического преобразования, имеющее световодные участки, которое увеличивает коэффициент сбора света видимого света, можно использовать, в частности, как устройство фотоэлектрического преобразования видимого света. При этом элемент фотоэлектрического преобразования желательно формировать так, чтобы он имел спектральную чувствительность, соответствующую видимому свету.In the aforementioned wavelength range of visible light, the shortest wavelength is 400 nm and the longest wavelength is 750 nm. In this case, it is sufficient that the gap between the light guide sections (i.e., the width of the boundary section) is not more than 0.2 μm and that the height of the light guide section is not less than 1.5 μm. For example, the light guide sections are formed with a gap of about 0.2 μm between the light guide sections (i.e., a boundary section with a width of about 0.2 μm is formed) and the height of the light guide section is about 1.5 μm. A photoelectric conversion device 1 having light guide sections that increases the light collection coefficient of visible light can be used, in particular, as a photoelectric conversion device for visible light. In this case, it is desirable to form the photoelectric conversion element so that it has a spectral sensitivity corresponding to visible light.

Диапазон длин волн света, фактически поступающего в устройство 1 фотоэлектрического преобразования, можно до некоторой степени прогнозировать (например, он определяется длиной волны, проходящей через цветной светофильтр). Таким образом, зазор между световодными участками и высоту световодного участка также можно проектировать на основании диапазона длин волн источника света. Например, предполагается несколько источников света (длин волны, проходящих через светофильтр), и зазор между световодными участками и высота выбираются так, чтобы охватить диапазоны длин волн лучей света от этих источников света.The wavelength range of the light actually entering the photoelectric conversion device 1 can be predicted to some extent (for example, it is determined by the wavelength passing through the color filter). Thus, the gap between the light guide sections and the height of the light guide section can also be designed based on the wavelength range of the light source. For example, several light sources (wavelengths passing through the filter) are assumed, and the gap between the light guide sections and the height are selected so as to cover the wavelength ranges of the light rays from these light sources.

Наибольшая и наименьшая длины волны, которые определяют высоту световодного участка и зазор между световодными участками, также можно определить с использованием диапазона длин волн видимого света, как описано выше, а также можно определить следующим образом. Например, зазор между световодными участками и высоту световодного участка также можно определить на основании распределения спектральной чувствительности (эффективности фотоэлектрического преобразования по отношению к длине волны падающего света) элемента фотоэлектрического преобразования.The largest and smallest wavelengths that determine the height of the light guide section and the gap between the light guide sections can also be determined using the wavelength range of visible light, as described above, and can also be determined as follows. For example, the gap between the light guide sections and the height of the light guide section can also be determined based on the distribution of spectral sensitivity (photoelectric conversion efficiency with respect to the incident light wavelength) of the photoelectric conversion element.

Например, определено нижнее предельное значение спектральной чувствительности, допустимое в распределении спектральной чувствительности элемента фотоэлектрического преобразования. Соответственно, можно задать верхний предел (со стороны инфракрасного диапазона) и нижний предел (со стороны ультрафиолетового диапазона) длины волны.For example, the lower limit value of the spectral sensitivity is determined, which is acceptable in the distribution of the spectral sensitivity of the photoelectric conversion element. Accordingly, you can set the upper limit (from the infrared range) and the lower limit (from the ultraviolet range) of the wavelength.

Например, когда у спектральной чувствительности элемента фотоэлектрического преобразования имеется пик, длины волн на верхнем и нижнем пределах диапазона длины волн, когда интенсивность света достигает половины пикового значения i, также можно использовать. Длины волн на верхнем и нижнем пределах диапазона длин волн, когда интенсивность света достигает половины пикового значения, - это длины волн на нижнем и верхнем пределах при получении полной ширины на половине максимума. Спектральную чувствительность элемента фотоэлектрического преобразования можно надлежащим образом определить в зависимости от типа полупроводника, который образует элемент фотоэлектрического преобразования, способа изготовления и т.п. Световодные участки, заданные вышеописанным образом, могут эффективно собирать свет, соответствующий пику чувствительности элемента фотоэлектрического преобразования.For example, when the spectral sensitivity of the photoelectric conversion element has a peak, the wavelengths on the upper and lower limits of the wavelength range, when the light intensity reaches half the peak value i, can also be used. The wavelengths at the upper and lower limits of the wavelength range, when the light intensity reaches half the peak value, are the wavelengths at the lower and upper limits when the full width is obtained at half maximum. The spectral sensitivity of the photoelectric conversion element can be appropriately determined depending on the type of semiconductor that forms the photoelectric conversion element, the manufacturing method, and the like. The light guide sections defined in the above manner can efficiently collect light corresponding to a peak of sensitivity of the photoelectric conversion element.

Когда цветные светофильтры предназначены для разложения света по длинам волн и осуществления фотоэлектрического преобразования в каждом пикселе, диапазон длин волн падающего света можно оценивать и определять из спектра пропускания (интенсивности света, проходящего через цветной светофильтр по отношению к каждой длине волны) цветного светофильтра. Для устройства 1 фотоэлектрического преобразования, имеющего цветные светофильтры основных цветов, достаточно выбрать наименьшую длину волны в диапазоне длин волн видимого света из спектра пропускания синего светофильтра, и наибольшую длину волны из спектра пропускания красного светофильтра. Например, наибольшая длина волны может быть выбрана из длин волн, на которых свет демонстрирует интенсивность в половину пикового значения в спектре пропускания красного светофильтра. Наименьшая длина волны может быть выбрана из длин волн, на которых свет демонстрирует интенсивность в половину пикового значения в спектре пропускания синего светофильтра. Также может быть выбрана длина волны, при которой свет демонстрирует пиковую интенсивность. Длину волны также можно задать, объединив спектральную чувствительность элемента фотоэлектрического преобразования и спектральный коэффициент пропускания цветного светофильтра. Задав, таким образом, длину волны, можно эффективно собирать свет, соответствующий пику чувствительности элемента фотоэлектрического преобразования.When color filters are designed to decompose light according to wavelengths and perform photoelectric conversion in each pixel, the wavelength range of incident light can be estimated and determined from the transmission spectrum (the intensity of light passing through the color filter with respect to each wavelength) of the color filter. For the photoelectric conversion device 1 having color filters of the primary colors, it is sufficient to select the shortest wavelength in the wavelength range of visible light from the transmission spectrum of the blue filter, and the longest wavelength from the transmission spectrum of the red filter. For example, the longest wavelength can be selected from the wavelengths at which light shows an intensity of half the peak value in the transmission spectrum of the red filter. The smallest wavelength can be selected from the wavelengths at which light exhibits an intensity of half the peak value in the transmission spectrum of the blue filter. A wavelength at which light exhibits a peak intensity may also be selected. The wavelength can also be set by combining the spectral sensitivity of the photoelectric conversion element and the spectral transmittance of the color filter. By setting the wavelength in this way, it is possible to efficiently collect light corresponding to the peak of sensitivity of the photoelectric conversion element.

В устройстве 1 фотоэлектрического преобразования согласно первому варианту осуществления свет, поступающий в область (граничный участок), где не существует световодных участков, поступает в световодный участок от его боковой поверхности, распространяется к центру нижней поверхности, и направляется к светочувствительной поверхности элемента фотоэлектрического преобразования, увеличивая коэффициент сбора света. В первом варианте осуществления воздух заполняет пространство между световодными участками, но также можно размещать материал, имеющий более низкий показатель преломления, чем световодный участок. Материал световодного участка не ограничен вышеописанным.In the photoelectric conversion device 1 according to the first embodiment, the light entering the region (boundary portion) where there are no light guide sections enters the light guide section from its side surface, propagates to the center of the lower surface, and is directed toward the photosensitive surface of the photoelectric conversion element, increasing light collection coefficient. In the first embodiment, air fills the space between the light guide sections, but it is also possible to place material having a lower refractive index than the light guide section. The material of the light guide portion is not limited to the above.

В первом варианте осуществления описана многослойная структура межсоединений, выполненная из изолирующих пленок из нескольких слоев и слоя разводки. Однако первый вариант осуществления применим также к структуре устройства фотоэлектрического преобразования на основе ПЗС и т.п., или к структуре, в которой световодный участок размещен на прозрачном электроде.In the first embodiment, a multilayer interconnect structure made of insulating films of several layers and a wiring layer is described. However, the first embodiment is also applicable to the structure of the CCD-based photoelectric conversion device or the like, or to the structure in which the light guide portion is arranged on the transparent electrode.

(Второй вариант осуществления)(Second Embodiment)

Устройство 5 фотоэлектрического преобразования согласно второму варианту осуществления имеет линзовую матрицу и матрицу цветных светофильтров, соответствующую линзовой матрице. Каждый цветной светофильтр матрицы цветных светофильтров входит в состав световодного участка, в дополнение к структуре первого варианта осуществления. На фиг.5 показан вид в разрезе устройства 5 фотоэлектрического преобразования согласно второму варианту осуществления, и на фиг.6 показан вид сверху устройства 5 фотоэлектрического преобразования. Те же самые позиции, что и на фиг.1, обозначают те же детали, и мы не будем повторять их описание.The photoelectric conversion device 5 according to the second embodiment has a lens matrix and a color filter matrix corresponding to the lens matrix. Each color filter of the color filter matrix is included in the light guide portion, in addition to the structure of the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the photoelectric conversion device 5 according to the second embodiment, and FIG. 6 is a top view of the photoelectric conversion device 5. The same positions as in FIG. 1 indicate the same details, and we will not repeat their description.

Согласно фиг.5, линзы 501 располагаются между световодными участками 505 и изолирующей пленкой 104b. Множество линз 501 образует двухмерную матрицу в соответствии с соответствующими элементами 102 фотоэлектрического преобразования.5, lenses 501 are located between the light guide portions 505 and the insulating film 104b. The plurality of lenses 501 forms a two-dimensional array in accordance with the respective photoelectric conversion elements 102.

Каждый световодный участок 505 включает в себя цветной светофильтр 503. Благодаря расположению линзы 501 между световодным участком 505 и изолирующей пленкой 104b свет, собранный световодным участком 505, можно эффективно собирать на светочувствительной поверхности 103 элемента фотоэлектрического преобразования. Поскольку световодный участок 505 включает в себя цветной светофильтр 503, цветной светофильтр 503 можно размещать без увеличения высоты устройства 5 фотоэлектрического преобразования от светочувствительной поверхности 103. Другими словами, расстояние между светочувствительной поверхностью 103 и цветным светофильтром 503 в устройстве 5 фотоэлектрического преобразования можно уменьшить.Each light guide portion 505 includes a color filter 503. By positioning the lens 501 between the light guide portion 505 and the insulating film 104b, the light collected by the light guide portion 505 can be efficiently collected on the photosensitive surface 103 of the photoelectric conversion element. Since the light guide portion 505 includes a color filter 503, the color filter 503 can be accommodated without increasing the height of the photoelectric conversion device 5 from the photosensitive surface 103. In other words, the distance between the photosensitive surface 103 and the color filter 503 in the photoelectric conversion device 5 can be reduced.

Цветной светофильтр 503 желательно формировать из материала, имеющего такой же показатель преломления, как нижний участок 502 и верхний участок 504 световодного участка 505. Это соотношение показателей преломления позволяет снижать отражение света на границе раздела между цветным светофильтром 503 и нижним участком 502 или верхним участком 504 световодного участка.It is desirable to form the color filter 503 from a material having the same refractive index as the lower portion 502 and the upper portion 504 of the light guide portion 505. This ratio of refractive indices reduces the reflection of light at the interface between the color filter 503 and the lower portion 502 or the upper portion 504 of the light guide plot.

Боковая поверхность 503c цветного светофильтра 503, предпочтительно, образует поверхность, продолжающуюся от боковой поверхности 502c нижнего участка 502 световодного участка 505 и боковой поверхности 504c верхнего участка 504.The side surface 503c of the color filter 503 preferably forms a surface extending from the side surface 502c of the lower portion 502 of the light guide portion 505 and the side surface 504c of the upper portion 504.

Если боковая поверхность цветного светофильтра выступает внутрь световодного участка от боковых поверхностей верхнего и нижнего участков световодного участка, даже свет, поступающий в световодный участок 505, может не проходить через цветной светофильтр 503, снижая цветовую чувствительность. Боковая поверхность цветного светофильтра выступает внутрь световодного участка от боковых поверхностей верхнего и нижнего участков световодного участка, когда цветной светофильтр меньше по поперечной ширине, чем верхняя поверхность или нижняя поверхность световодного участка, если смотреть сверху (в направлении, перпендикулярном поверхности листа фиг.5).If the side surface of the color filter protrudes into the light guide portion from the side surfaces of the upper and lower portions of the light guide portion, even light entering the light guide portion 505 may not pass through the color filter 503, reducing color sensitivity. The lateral surface of the color filter protrudes into the light guide portion from the side surfaces of the upper and lower portions of the light guide portion when the color filter is smaller in transverse width than the upper surface or lower surface of the light guide portion when viewed from above (in a direction perpendicular to the sheet surface of FIG. 5).

Если боковая поверхность цветного светофильтра выступает наружу (по направлению к граничному участку) световодного участка от боковых поверхностей верхнего и нижнего участков световодного участка 505, даже свет, поступающий на граничный участок 506, может не поступать на световодный участок, снижая коэффициент сбора света. Боковая поверхность цветного светофильтра выступает наружу (по направлению к граничному участку) световодного участка от боковых поверхностей верхнего и нижнего участков световодного участка, когда цветной светофильтр больше по поперечной ширине, чем световодный участок, если смотреть сверху (в направлении, перпендикулярном поверхности листа фиг.5).If the side surface of the color filter protrudes outward (towards the boundary portion) of the light guide portion from the side surfaces of the upper and lower portions of the light guide portion 505, even the light entering the boundary portion 506 may not enter the light guide portion, reducing the light collection coefficient. The side surface of the color filter protrudes outward (towards the boundary portion) of the light guide portion from the side surfaces of the upper and lower portions of the light guide portion when the color filter is larger in transverse width than the light guide portion when viewed from above (in a direction perpendicular to the sheet surface of FIG. 5 )

Соотношение в двухмерном размере между линзой 501 и световодным участком 505 будет объяснено со ссылкой на фиг.6. На фиг.6 показан вид сверху, демонстрирующий схему расположения светочувствительных поверхностей 103 элементов фотоэлектрического преобразования, пикселей 601, включающих в себя элементы фотоэлектрического преобразования, линзы 501 и световодные участки 505. Нижняя поверхность 501a линзы 501 больше, чем верхняя поверхность 504a или нижняя поверхность 502b световодного участка 505 (см. фиг.6). В этой структуре линза 501 может фокусировать свет, собранный световодным участком 505, на светочувствительную поверхность 103 (как указано штрих-пунктирной линией) без каких-либо потерь. Линза 501 выполнена из материала, имеющего более высокий показатель преломления, чем у световодного участка 505, и является выпуклой линзой. Однако, когда показатель преломления линзы 501 ниже, чем у световодного участка 505, линза 501 также может быть вогнутой линзой. Материал и форму линзы 501 можно подобрать надлежащим образом.A two-dimensional ratio between the lens 501 and the light guide portion 505 will be explained with reference to FIG. 6. FIG. 6 is a plan view showing an arrangement of photosensitive surfaces 103 of photoelectric conversion elements, pixels 601 including photoelectric conversion elements, lenses 501, and light guide portions 505. The lower surface 501a of the lens 501 is larger than the upper surface 504a or the lower surface 502b light guide portion 505 (see FIG. 6). In this structure, the lens 501 can focus the light collected by the light guide portion 505 onto the photosensitive surface 103 (as indicated by the dashed line) without any loss. The lens 501 is made of a material having a higher refractive index than that of the light guide portion 505, and is a convex lens. However, when the refractive index of the lens 501 is lower than that of the light guide portion 505, the lens 501 may also be a concave lens. The material and shape of lens 501 can be appropriately selected.

Если смотреть в перспективе с направления, перпендикулярного светочувствительной поверхности 103, светочувствительная поверхность 103 элемента фотоэлектрического преобразования включена в нижнюю поверхность 501a линзы 501 (расположена внутри), и включена в верхнюю поверхность 504a и нижнюю поверхность 502b световодного участка 505 (расположена внутри).Seen in perspective from a direction perpendicular to the photosensitive surface 103, the photosensitive photoelectric conversion element surface 103 is included in the lower surface 501a of the lens 501 (located inside) and is included in the upper surface 504a and the lower surface 502b of the light guide portion 505 (located inside).

На 7A-7F фиг.7 показан способ изготовления устройства 5 фотоэлектрического преобразования согласно второму варианту осуществления.7A-7F of FIG. 7 show a method of manufacturing a photoelectric conversion device 5 according to a second embodiment.

На этапе 7A фиг.7 посторонние ионы первого типа проводимости внедряются в подложку 100, образуя канал 101 в подложке 100. Далее, посторонние ионы второго типа проводимости внедряются в заранее определенные области подложки 100, образуя элементы 102 фотоэлектрического преобразования, размещенные вокруг канала 101 в подложке 100.In step 7A of FIG. 7, foreign ions of the first type of conductivity are embedded in the substrate 100, forming a channel 101 in the substrate 100. Next, foreign ions of the second type of conductivity are embedded in a predetermined region of the substrate 100, forming photoelectric conversion elements 102 placed around the channel 101 in the substrate one hundred.

Затем на подложке 100 формируется изолирующая пленка 104a. На изолирующей пленке 104a формируется слой 105 разводки. Изолирующая пленка 104b формируется для покрытия изолирующей пленки 104a и слоя 105 разводки.Then, an insulating film 104a is formed on the substrate 100. A wiring layer 105 is formed on the insulating film 104a. An insulating film 104b is formed to cover the insulating film 104a and the wiring layer 105.

Нужное количество изолирующих пленок и слоев разводки устанавливаются друг на друга.The required number of insulating films and wiring layers are installed on top of each other.

На изолирующей пленке 104b формируют линзы 501. Линзу 501 формируют, например, из нитрида кремния.Lenses 501 are formed on the insulating film 104b. Lens 501 is formed, for example, from silicon nitride.

На этапе 7B фиг.7 сглаживающий слой 701 формируют для покрытия линз 501. Сглаживающий слой 701 имеет плоскую верхнюю поверхность. Сглаживающий слой 701 и цветные светофильтры 702 формируют, например, из полимера.In step 7B of FIG. 7, a smoothing layer 701 is formed to cover the lenses 501. The smoothing layer 701 has a flat upper surface. The smoothing layer 701 and color filters 702 are formed, for example, from polymer.

На сглаживающем слой 701 формируют красный (R), зеленый (G) и синий (B) светофильтры 702. Цветные светофильтры 702 формируются, например, из полимера.On the smoothing layer 701, red (R), green (G) and blue (B) filters 702 are formed. Color filters 702 are formed, for example, from polymer.

На этапе 7C фиг.7 прозрачная пленка 703, служащая световодными участками, формируется на цветных светофильтрах 702. Прозрачная пленка 703 может быть выполнена, например, из оксида кремния. Оксид кремния желательно формировать, например, методом spin-on glass (загонки примеси), который позволяет формировать оксид кремния при низкой температуре, чтобы не портить полупроводниковые элементы, линзы и цветные светофильтры, которые уже сформированы.In step 7C of FIG. 7, a transparent film 703 serving as light guide sections is formed on the color filters 702. The transparent film 703 may be made, for example, of silicon oxide. It is desirable to form silicon oxide, for example, by the spin-on glass method (impurity shutters), which allows the formation of silicon oxide at low temperature so as not to spoil the semiconductor elements, lenses and color filters that are already formed.

На этапе 7D фиг.7 на прозрачной пленке 703 формируют маску 704 для травления. Маску 704 для травления формируют путем структурирования фоторезиста в соответствии с образцом (см. фиг.6) световодных участков 505 методом фотолитографии.In step 7D of FIG. 7, an etching mask 704 is formed on the transparent film 703. An etching mask 704 is formed by structuring the photoresist in accordance with the sample (see FIG. 6) of the light guide sections 505 by the photolithography method.

На этапе 7E фиг.7 прозрачная пленка 703 подвергается травлению с использованием маски 704 для травления, с образованием верхних участков 504 световодных участков 505. Когда прозрачная пленка выполнена из оксида кремния, анизотропное травление осуществляется с использованием газообразного CF.In step 7E of FIG. 7, the transparent film 703 is etched using an etching mask 704 to form the upper portions 504 of the light guide portions 505. When the transparent film is made of silicon oxide, anisotropic etching is performed using gaseous CF.

На этапе 7F фиг.7, для завершения световодных участков 505, слой 702 цветных светофильтров и сглаживающий слой 701 подвергаются травлению. Согласно методу травления, анизотропное травление производится с использованием кислородосодержащего газа, удаляющего часть слоя цветных светофильтров и сглаживания. В результате формируются цветные светофильтры 503 и нижние участки 502 световодных участков 505. В то же время маска 704 для травления, сформированная на прозрачной пленке 703, также вытравливается. Линза 501, сформированная из нитрида кремния, также может действовать как слой остановки травления.In step 7F of FIG. 7, to complete the light guide sections 505, the color filter layer 702 and the smoothing layer 701 are etched. According to the etching method, anisotropic etching is performed using an oxygen-containing gas, which removes part of the color filter layer and smooths it. As a result, color filters 503 and lower portions 502 of the light guide portions 505 are formed. At the same time, the etching mask 704 formed on the transparent film 703 is also etched. A lens 501 formed from silicon nitride can also act as an etch stop layer.

Далее, на световодных участках 505 формируются микролинзы (не показаны) и т.п.Further, microlenses (not shown) and the like are formed in the light guide portions 505.

Таким образом, формируется устройство 5 фотоэлектрического преобразования согласно второму варианту осуществления.Thus, the photoelectric conversion device 5 according to the second embodiment is formed.

Второй вариант осуществления предусматривает использование цветных светофильтров основных цветов (R, G и B). Следовательно, зазор между световодными участками (т.е. ширину граничного участка) и высоту световодного участка можно проектировать в соответствии с характеристиками цветных светофильтров соответствующих цветов, как описано в первом варианте осуществления. Например, наименьшая длина волны в диапазоне длин волн, на которой свет, проходящий через синий светофильтр, демонстрирует интенсивность в половину пикового значения, задается как наименьшая длина волны в диапазоне длин волн видимого света. Наибольшая длина волны в диапазоне длин волн, на которой свет, проходящий через красный светофильтр, демонстрирует интенсивность в половину пикового значения, задается как наибольшая длина волны в диапазоне длин волн видимого света. На основании этих настроек устанавливаются зазор между световодными участками и высота световодного участка.The second embodiment provides for the use of color filters of primary colors (R, G and B). Therefore, the gap between the light guide sections (i.e., the width of the boundary section) and the height of the light guide section can be designed in accordance with the characteristics of the color filters of the respective colors, as described in the first embodiment. For example, the smallest wavelength in the wavelength range at which the light passing through the blue filter shows an intensity of half the peak value is specified as the smallest wavelength in the wavelength range of visible light. The longest wavelength in the wavelength range at which light passing through the red filter shows an intensity of half the peak value is specified as the longest wavelength in the wavelength range of visible light. Based on these settings, a gap is established between the light guide sections and the height of the light guide section.

Во втором варианте осуществления сглаживающий слой размещается под цветным светофильтром, но это не всегда необходимо. В отсутствие сглаживающего слоя граница раздела между разными средами в световодном участке может быть устранена, снижая внутреннее отражение. Как описано выше, согласно способу изготовления, по второму варианту осуществления, устройство фотоэлектрического преобразования с высокой эффективностью сбора света можно изготавливать простым способом с использованием обработки полупроводников. Этот способ изготовления применим и к другим вариантам осуществления.In the second embodiment, the smoothing layer is placed under the color filter, but this is not always necessary. In the absence of a smoothing layer, the interface between different media in the fiber section can be eliminated, reducing internal reflection. As described above, according to the manufacturing method according to the second embodiment, the photoelectric conversion device with high light collection efficiency can be manufactured in a simple manner using semiconductor processing. This manufacturing method is also applicable to other embodiments.

(Третий вариант осуществления)(Third Embodiment)

Третий вариант осуществления отличается тем, что фильтр низких частот в качестве оптического элемента размещен на световодные участки. На фиг.8 показан вид в разрезе устройства 8 фотоэлектрического преобразования согласно третьему варианту осуществления. Те же самые позиции, что и на фиг.1, обозначают те же детали, и мы не будем повторять их описание.The third embodiment is characterized in that the low-pass filter as an optical element is placed on the light guide sections. FIG. 8 is a cross-sectional view of the photoelectric conversion device 8 according to the third embodiment. The same positions as in FIG. 1 indicate the same details, and we will not repeat their description.

На фиг.8 линзы 801 сформированы на изолирующей пленке 104b, и световодные участки 802 сформированы на линзах 801. Детальная структура световодного участка 802 такая же, как в первом варианте осуществления, и мы не будем повторять ее описание. Фильтр 803 низких частот размещен на световодных участках 802.8, lenses 801 are formed on an insulating film 104b, and light guide portions 802 are formed on lenses 801. The detailed structure of the light guide portion 802 is the same as in the first embodiment, and we will not repeat its description. A low-pass filter 803 is located in the light guide sections 802.

Традиционно, при размещении фильтра низких частот в устройстве фотоэлектрического преобразования даже с учетом коэффициента сбора света, оптоволоконную пластину (FOP) необходимо располагать между устройством фотоэлектрического преобразования и фильтром низких частот. Необходимо также размещать микролинзу на устройстве фотоэлектрического преобразования и помещать сглаживающий слой между микролинзой и фильтром низких частот.Traditionally, when placing a low-pass filter in the photoelectric conversion device, even taking into account the light collection coefficient, a fiber optic plate (FOP) must be placed between the photoelectric conversion device and the low-pass filter. It is also necessary to place the microlens on the photoelectric conversion device and place the smoothing layer between the microlens and the low-pass filter.

Напротив, верхняя поверхность световодного участка 802 является плоской в устройстве 8 фотоэлектрического преобразования согласно третьему варианту осуществления, поэтому фильтр 803 низких частот можно размещать на элементе фотоэлектрического преобразования без посредничества FOP или сглаживающего слоя. Поскольку границы раздела, образованные за счет размещения FOP и сглаживающего слоя, могут исчезать, можно предотвращать отражение света на границах раздела.In contrast, the upper surface of the light guide portion 802 is flat in the photoelectric conversion device 8 according to the third embodiment, therefore, the low-pass filter 803 can be placed on the photoelectric conversion element without the mediation of the FOP or smoothing layer. Since the interfaces formed by the placement of the FOP and the smoothing layer may disappear, light reflection at the interfaces can be prevented.

Третий вариант осуществления предусматривает использование фильтра низких частот в качестве оптического элемента. Другими примерами оптического элемента являются преобразователь длины волны, плосковыпуклая линза, плосковогнутая линза и цветной светофильтр. Эти оптические элементы также можно надлежащим образом комбинировать и укладывать друг на друга. Эта структура облегчает монтаж. Поскольку оптический элемент можно размещать вблизи элемента фотоэлектрического преобразования, коэффициент сбора света можно увеличить, а также можно уменьшить аберрацию.A third embodiment provides for the use of a low pass filter as an optical element. Other examples of an optical element are a wavelength converter, a plano-convex lens, a plano-concave lens, and a color filter. These optical elements can also be properly combined and stacked on top of each other. This structure facilitates installation. Since the optical element can be placed near the photoelectric conversion element, the light collection coefficient can be increased, and the aberration can also be reduced.

(Применение к системе формирования изображения)(Application to imaging system)

На фиг.9 показана блок-схема, демонстрирующая применение устройства фотоэлектрического преобразования, описанного согласно вариантам осуществления с первого по третий настоящего изобретения, к системе формирования изображения. Система формирования изображения представляет собой, например, цифровой фотоаппарат или видеокамеру.Fig. 9 is a block diagram illustrating the application of the photoelectric conversion device described according to Embodiments 1 through 3 of the present invention to an image forming system. The imaging system is, for example, a digital camera or video camera.

Как показано на фиг.9, система 90 формирования изображения в основном содержит оптическую систему, устройство 904 восприятия изображения и блок обработки сигнала. Оптическая система в основном содержит затвор 901, линзу 902 и диафрагму 903. Устройство 904 восприятия изображения включает в себя устройство 1 фотоэлектрического преобразования (или 5 или 8). Блок обработки сигнала в основном содержит схему 905 обработки воспринятого сигнала, А/Ц преобразователь 906, процессор 907 сигнала изображения, память 910, внешний интерфейс 913, тактовый генератор 908, блок 909 общего управления/арифметики, носитель 912 информации, и интерфейс 911 управления носителем информации. Блок обработки сигнала может не содержать носитель 912 информации.As shown in FIG. 9, the image forming system 90 mainly comprises an optical system, an image pickup device 904, and a signal processing unit. The optical system basically comprises a shutter 901, a lens 902 and an aperture 903. The image pickup device 904 includes a photoelectric conversion device 1 (or 5 or 8). The signal processing unit mainly comprises a received signal processing circuit 905, an A / D converter 906, an image signal processor 907, a memory 910, an external interface 913, a clock generator 908, a general control / arithmetic unit 909, an information storage medium 912, and a media management interface 911 information. The signal processing unit may not contain information carrier 912.

Затвор 901 размещен перед линзой 902 на оптическом пути для управления экспозицией.A shutter 901 is placed in front of the lens 902 on the optical path to control exposure.

Линза 902 преломляет падающий свет, формируя изображение объекта на плоскости восприятия изображения устройства 1 фотоэлектрического преобразования в устройстве 904 восприятия изображения.The lens 902 refracts the incident light, forming an image of the object on the image sensing plane of the photoelectric conversion device 1 in the image sensing device 904.

Диафрагма 903 располагается между линзой 902 и устройством 1 фотоэлектрического преобразования на оптическом пути и регулирует количество света, направляемого на устройство 1 фотоэлектрического преобразования после прохождения через линзу 902.Aperture 903 is located between the lens 902 and the photoelectric conversion device 1 on the optical path and controls the amount of light directed to the photoelectric conversion device 1 after passing through the lens 902.

Устройство 1 фотоэлектрического преобразования устройства 904 восприятия изображения преобразует изображение объекта, сформированное на плоскости восприятия изображения устройства 1 фотоэлектрического преобразования, в сигнал изображения. Устройство 904 восприятия изображения считывает сигнал изображения из устройства 1 фотоэлектрического преобразования и выводит его.The photoelectric conversion device 1 of the image pickup device 904 converts an image of an object formed on the image sensing plane of the photoelectric conversion device 1 into an image signal. The image pickup device 904 reads an image signal from the photoelectric conversion device 1 and outputs it.

Схема 905 обработки воспринятого сигнала подключена к устройству 904 восприятия изображения и обрабатывает сигнал изображения, выводимый из устройства 904 восприятия изображения.The sensed signal processing circuitry 905 is connected to the image pickup device 904 and processes the image signal output from the image pickup device 904.

А/Ц преобразователь 906 подключен к схеме 905 обработки воспринятого сигнала и преобразует обработанный сигнал изображения (аналоговый сигнал), выводимый из схемы 905 обработки воспринятого сигнала, в сигнал изображения (цифровой сигнал).An A / D converter 906 is connected to the received signal processing circuitry 905 and converts the processed image signal (analog signal) output from the received signal processing circuitry 905 to an image signal (digital signal).

Процессор 907 сигнала изображения подключен к А/Ц преобразователю 906 и осуществляет различные арифметические процессы, например коррекцию сигнала изображения (цифрового сигнала), выводимого из А/Ц преобразователя 906, генерируя данные изображения. Процессор 907 сигнала изображения передает данные изображения в память 910, внешний интерфейс 913, блок 909 общего управления/арифметики, интерфейс 911 управления носителем информации, и т.п. в соответствии с настройкой (инструкцией) режима работы, полученной блоком 909 общего управления/арифметики от пользователя через устройство ввода (например, кнопку затвора).The image signal processor 907 is connected to the A / D converter 906 and performs various arithmetic processes, for example, correction of the image signal (digital signal) output from the A / D converter 906, generating image data. An image signal processor 907 transmits image data to a memory 910, an external interface 913, a general control / arithmetic unit 909, a storage medium control interface 911, and the like. in accordance with the setting (instruction) of the operating mode received by the general control / arithmetic unit 909 from the user through an input device (for example, a shutter button).

Память 910 подключена к процессору 907 сигнала изображения и хранит (накапливает) данные изображения, выводимые из процессора 907 сигнала изображения.A memory 910 is connected to the image signal processor 907 and stores (stores) image data output from the image signal processor 907.

Внешний интерфейс 913 подключен к процессору 907 сигнала изображения. Внешний интерфейс 913 может передавать данные изображения, выводимые из процессора 907 сигнала изображения, на внешнее устройство, например компьютер или принтер.An external interface 913 is connected to the image signal processor 907. The external interface 913 may transmit image data output from the image signal processor 907 to an external device, such as a computer or printer.

Носитель 912 информации подключен с возможностью отсоединения к интерфейсу 911 управления носителем информации. Носитель 912 информации записывает данные изображения, выводимые из процессора 907 сигнала изображения, через интерфейс 911 управления носителем информации.The storage medium 912 is removably connected to the media control interface 911. The storage medium 912 records image data output from the image signal processor 907 through the storage medium control interface 911.

Тактовый генератор 908 подключен к устройству 904 восприятия изображения, схеме 905 обработки воспринятого сигнала, А/Ц преобразователю 906 и процессору 907 сигнала изображения. Тактовый генератор 908 передает тактовые сигналы на устройство 904 восприятия изображения, схему 905 обработки воспринятого сигнала, А/Ц преобразователь 906 и процессор 907 сигнала изображения. Устройство 904 восприятия изображения, схема 905 обработки воспринятого сигнала, А/Ц преобразователь 906 и процессор 907 сигнала изображения действуют синхронно с тактовыми сигналами.The clock generator 908 is connected to an image pickup device 904, a sensed signal processing circuit 905, an A / D converter 906, and an image signal processor 907. The clock generator 908 transmits the clock signals to the image pickup device 904, the received signal processing circuitry 905, the A / D converter 906, and the image signal processor 907. The image pickup device 904, the received signal processing circuitry 905, the A / D converter 906, and the image signal processor 907 operate in synchronization with the clock signals.

Блок 909 общего управления/арифметики подключен к тактовому генератору 908, процессору 907 сигнала изображения и интерфейсу 911 управления носителем информации и управляет всеми ими.The general control / arithmetic unit 909 is connected to and controls all of them by a clock 908, an image signal processor 907, and a storage medium control interface 911.

Устройство 904 восприятия изображения, включающее в себя устройство 1 фотоэлектрического преобразования и А/Ц преобразователь 906, также может быть сформировано на единой подложке (подложке 100 на фиг.1), или также может быть сформировано на одном этапе. Устройство 904 восприятия изображения, включающее в себя устройство 1 фотоэлектрического преобразования и другие составные элементы системы 90 формирования изображения, также может быть сформировано на единой подложке, и также может быть сформировано на одном этапе.An image pickup device 904, including a photoelectric conversion device 1 and an A / D converter 906, can also be formed on a single substrate (substrate 100 in FIG. 1), or can also be formed in one step. An image pickup device 904, including a photoelectric conversion device 1 and other constituent elements of the image forming system 90, can also be formed on a single substrate, and can also be formed in one step.

Когда в системе формирования изображения применяется устройство фотоэлектрического преобразования согласно настоящему изобретению, число монтируемых компонентов для размещения фильтра низких частот и т.п. можно сократить. Можно изготавливать компактную систему формирования изображения.When the photoelectric conversion device according to the present invention is used in the image forming system, the number of mounted components to accommodate a low-pass filter and the like. can be shortened. A compact imaging system can be manufactured.

Как описано выше, настоящее изобретение позволяет изготавливать элемент фотоэлектрического преобразования, повышающий коэффициент сбора света.As described above, the present invention allows the manufacture of a photoelectric conversion element that increases the light collection coefficient.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми иллюстративными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения соответствует самой широкой интерпретации, охватывая все подобные модификации и эквивалентные структуры и функции. Вышеописанные варианты осуществления также можно объединять друг с другом.Although the present invention has been described with reference to illustrative embodiments, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed illustrative embodiments. The scope of the following claims is accorded the broadest interpretation, embracing all such modifications and equivalent structures and functions. The above embodiments may also be combined with each other.

Данная заявка притязает на приоритет японской патентной заявки №2007-259874, поданной 3 октября 2007 г., которая, таким образом, в полном объеме включена сюда в порядке ссылки.This application claims the priority of Japanese patent application No. 2007-259874, filed October 3, 2007, which, therefore, is fully incorporated herein by reference.

Claims (15)

1. Устройство фотоэлектрического преобразования, отличающееся тем, что содержит
множество элементов фотоэлектрического преобразования, каждый из которых имеет светочувствительную поверхность,
изолирующие пленки, размещенные на множестве элементов фотоэлектрического преобразования,
множество световодных участков, размещенных поверх изолирующих пленок, причем каждый из множества световодных участков направляет свет на светочувствительную поверхность элемента фотоэлектрического преобразования из множества элементов фотоэлектрического преобразования, и
граничные участки, причем каждый из граничных участков определяет границу между соседними световодными участками и выполнен из материала, имеющего более низкий показатель преломления, чем материал, из которого состоит множество световодных участков,
в котором ширина каждого из граничных участков не превышает половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света, и
высота от нижней поверхности до верхней поверхности каждого из множества световодных участков не меньше удвоенной наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света.
1. The photoelectric conversion device, characterized in that it contains
many photoelectric conversion elements, each of which has a photosensitive surface,
insulating films placed on a plurality of photoelectric conversion elements,
a plurality of light guide portions arranged on top of the insulating films, each of the plurality of light guide portions directing light onto the photosensitive surface of the photoelectric conversion element from the plurality of photoelectric conversion elements, and
boundary sections, each of the boundary sections defining a boundary between adjacent light guide sections and is made of a material having a lower refractive index than the material of which the plurality of light guide sections consists,
in which the width of each of the boundary sections does not exceed half the smallest wavelength in the wavelength range of visible light, and
the height from the lower surface to the upper surface of each of the plurality of light guide sections is not less than twice the largest wavelength in the wavelength range of visible light.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит множество линз, расположенных между изолирующими пленками и множеством световодных участков.2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a plurality of lenses located between the insulating films and the plurality of light guide sections. 3. Устройство по п.2, в котором
каждая линза выполнена из нитрида кремния, и
каждый из множества световодных участков выполнен из оксида кремния.
3. The device according to claim 2, in which
each lens is made of silicon nitride, and
each of the plurality of light guide sections is made of silicon oxide.
4. Устройство по п.1, в котором
верхние поверхности множества световодных участков располагаются на одном уровне друг с другом и являются плоскими.
4. The device according to claim 1, in which
the upper surfaces of the plurality of light guide sections are flush with each other and are flat.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно содержит фильтр низких частот, размещенный на множестве световодных участков.5. The device according to claim 4, characterized in that it further comprises a low-pass filter located on a variety of light guide sections. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит множество цветных светофильтров, размещенных поверх множества элементов фотоэлектрического преобразования.6. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a plurality of color filters placed over a plurality of photoelectric conversion elements. 7. Устройство по п.6, в котором
каждый из множества цветных светофильтров входит в состав световодного участка.
7. The device according to claim 6, in which
each of the many color filters is part of the light guide section.
8. Устройство по п.6, в котором
цветные светофильтры являются светофильтрами основных цветов, наименьшая длина волны в диапазоне длин волн видимого света равна длине волны, определенной спектральным распределением пропускания синего светофильтра, и
наибольшая длина волны в диапазоне длин волн видимого света равна длине волны, определенной спектральным распределением пропускания красного светофильтра.
8. The device according to claim 6, in which
color filters are primary color filters, the smallest wavelength in the wavelength range of visible light is equal to the wavelength determined by the transmission spectral distribution of the blue filter, and
the longest wavelength in the wavelength range of visible light is equal to the wavelength determined by the spectral distribution of the transmission of the red filter.
9. Устройство по п.1, в котором
ширина каждого граничного участка не больше 0,2 мкм, и
высота от нижней поверхности до верхней поверхности каждого из множества световодных участков не меньше 1,5 мкм.
9. The device according to claim 1, in which
the width of each boundary portion is not more than 0.2 μm, and
the height from the lower surface to the upper surface of each of the plurality of light guide portions is not less than 1.5 μm.
10. Устройство фотоэлектрического преобразования, отличающееся тем, что содержит множество элементов фотоэлектрического преобразования, каждый из которых имеет светочувствительную поверхность,
изолирующие пленки, размещенные на множестве элементов фотоэлектрического преобразования,
множество световодных участков, размещенных поверх изолирующих пленок из нескольких слоев, причем каждый из множества световодных участков направляет свет на светочувствительную поверхность элемента фотоэлектрического преобразования из множества элементов фотоэлектрического преобразования, и
граничные участки, причем каждый из граничных участков определяет границу между соседними световодными участками и выполнен из материала, имеющего более низкий показатель преломления, чем материал, из которого состоит множество световодных участков,
в котором ширина каждого из граничных участков не превышает половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света, и
высота от нижней поверхности до верхней поверхности каждого из множества световодных участков не меньше четырехкратной ширины каждого из граничных участков.
10. A photoelectric conversion device, characterized in that it contains many photoelectric conversion elements, each of which has a photosensitive surface,
insulating films placed on a plurality of photoelectric conversion elements,
a plurality of light guide sections arranged on top of insulating films of several layers, each of the plurality of light guide sections directing light to a photosensitive surface of the photoelectric conversion element from the plurality of photoelectric conversion elements, and
boundary sections, each of the boundary sections defining a boundary between adjacent light guide sections and is made of a material having a lower refractive index than the material of which the plurality of light guide sections consists,
in which the width of each of the boundary sections does not exceed half the smallest wavelength in the wavelength range of visible light, and
the height from the lower surface to the upper surface of each of the many light guide sections is not less than four times the width of each of the boundary sections.
11. Устройство фотоэлектрического преобразования, отличающееся тем, что содержит
множество элементов фотоэлектрического преобразования, каждый из которых имеет светочувствительную поверхность,
множество световодных участков, размещенных поверх множества элементов фотоэлектрического преобразования, каждый из которых соответствует элементу фотоэлектрического преобразования из множества элементов фотоэлектрического преобразования, и
граничные участки, причем каждый из граничных участков определяет границу между соседними световодными участками и выполнен из материала, имеющего более низкий показатель преломления, чем материал, из которого состоит множество световодных участков,
в котором ширина каждого из граничных участков не превышает половины наименьшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света, и
высота от нижней поверхности до верхней поверхности каждого из множества световодных участков не меньше удвоенной наибольшей длины волны в диапазоне длин волн видимого света.
11. The photoelectric conversion device, characterized in that it contains
many photoelectric conversion elements, each of which has a photosensitive surface,
a plurality of light guide sections arranged on top of the plurality of photoelectric conversion elements, each of which corresponds to a photoelectric conversion element of the plurality of photoelectric conversion elements, and
boundary sections, each of the boundary sections defining a boundary between adjacent light guide sections and is made of a material having a lower refractive index than the material of which the plurality of light guide sections consists,
in which the width of each of the boundary sections does not exceed half the smallest wavelength in the wavelength range of visible light, and
the height from the lower surface to the upper surface of each of the plurality of light guide sections is not less than twice the largest wavelength in the wavelength range of visible light.
12. Система формирования изображения, отличающаяся тем, что содержит устройство фотоэлектрического преобразования по любому из пп.1-11, оптическую систему, которая формирует изображение на плоскости восприятия изображения элемента фотоэлектрического преобразования, и блок обработки сигнала, который обрабатывает сигнал, выводимый из устройства фотоэлектрического преобразования, для генерации данных изображения.12. An imaging system, characterized in that it contains a photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 11, an optical system that generates an image on the image perception plane of the photoelectric conversion element, and a signal processing unit that processes the signal output from the photoelectric device conversion, to generate image data. 13. Устройство по любому из пп.1-11, в котором
диапазон длин волн видимого света включает в себя диапазон длин волн от 400 нм до 750 нм.
13. The device according to any one of claims 1 to 11, in which
the wavelength range of visible light includes a wavelength range from 400 nm to 750 nm.
14. Устройство по любому из пп.6-8, в котором наименьшая длина волны и наибольшая длина волны в диапазоне длин волн видимого света определяются, соответственно, спектральным распределением пропускания цветного светофильтра.14. The device according to any one of claims 6 to 8, in which the shortest wavelength and longest wavelength in the wavelength range of visible light are determined, respectively, by the spectral distribution of the transmission of the color filter. 15. Устройство по любому из пп.1-11, в котором
множественные слои изолирующих пленок располагаются на множестве элементов фотоэлектрического преобразования, и
множество световодных участков размещены поверх множественных слоев изолирующих пленок.
15. The device according to any one of claims 1 to 11, in which
multiple layers of insulating films are arranged on a plurality of photoelectric conversion elements, and
many light guide sections are placed on top of multiple layers of insulating films.
RU2010117503/28A 2007-10-03 2008-10-01 Photoelectric converter, imaging system RU2426195C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-259874 2007-10-03
JP2007259874A JP5164509B2 (en) 2007-10-03 2007-10-03 Photoelectric conversion device, photoelectric conversion device for visible light, and imaging system using them

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2426195C1 true RU2426195C1 (en) 2011-08-10

Family

ID=40526335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010117503/28A RU2426195C1 (en) 2007-10-03 2008-10-01 Photoelectric converter, imaging system

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8872086B2 (en)
EP (1) EP2195844A4 (en)
JP (1) JP5164509B2 (en)
KR (1) KR101117391B1 (en)
CN (1) CN101809743B (en)
RU (1) RU2426195C1 (en)
WO (1) WO2009044924A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607727C2 (en) * 2014-06-02 2017-01-10 Кэнон Кабусики Кайся Photoelectric conversion device and imaging system
US9571768B2 (en) 2014-07-11 2017-02-14 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and imaging system
US9722107B2 (en) 2014-07-11 2017-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and imaging system
US10027915B2 (en) 2014-07-31 2018-07-17 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and imaging system
US10276612B2 (en) 2014-06-02 2019-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and image pickup system

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7816641B2 (en) * 2007-12-28 2010-10-19 Candela Microsystems (S) Pte. Ltd. Light guide array for an image sensor
JP5328224B2 (en) * 2008-05-01 2013-10-30 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device
JP4759590B2 (en) 2008-05-09 2011-08-31 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device and imaging system using the same
JP5258551B2 (en) 2008-12-26 2013-08-07 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device, driving method thereof, and imaging system
JP5471117B2 (en) 2009-07-24 2014-04-16 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera
JP5290923B2 (en) * 2009-10-06 2013-09-18 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging device
JP4881987B2 (en) * 2009-10-06 2012-02-22 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging device
JP2013510424A (en) * 2009-11-05 2013-03-21 ナム タイ,ヒョク Optimized optical waveguide array for image sensors
JP5780711B2 (en) 2010-04-06 2015-09-16 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device
JP5656484B2 (en) 2010-07-07 2015-01-21 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging system
JP5697371B2 (en) 2010-07-07 2015-04-08 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging system
JP5643555B2 (en) 2010-07-07 2014-12-17 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging system
JP5645513B2 (en) 2010-07-07 2014-12-24 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging system
JP5885401B2 (en) 2010-07-07 2016-03-15 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging system
JP5751766B2 (en) 2010-07-07 2015-07-22 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging system
JP5737971B2 (en) 2011-01-28 2015-06-17 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and camera
JP5744545B2 (en) 2011-01-31 2015-07-08 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and camera
JP5708025B2 (en) 2011-02-24 2015-04-30 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus
JP5810551B2 (en) * 2011-02-25 2015-11-11 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus
AU2012268322A1 (en) * 2011-06-06 2014-01-16 Nanoholdings, Llc Infrared imaging device integrating an IR up-conversion device with a CMOS image sensor
RU2472250C1 (en) * 2011-08-05 2013-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "МЭЛЗ ФЭУ" Photoelectric device
JP5864990B2 (en) 2011-10-03 2016-02-17 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and camera
US9177983B2 (en) * 2012-01-23 2015-11-03 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with optical filters having alternating polarization for 3D imaging
JP2014175411A (en) * 2013-03-07 2014-09-22 Canon Inc Solid state image pickup device manufacturing method
US9252183B2 (en) 2013-01-16 2016-02-02 Canon Kabushiki Kaisha Solid state image pickup apparatus and method for manufacturing the same
JP2014183064A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Sony Corp Solid state image pickup device, manufacturing method, and electronic device
JP6271900B2 (en) * 2013-07-31 2018-01-31 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same
US10170516B2 (en) 2014-07-23 2019-01-01 Visera Technologies Company Limited Image sensing device and method for fabricating the same
US9513411B2 (en) 2014-07-31 2016-12-06 Visera Technologies Company Limited Double-lens structures and fabrication methods thereof
EP3343619A1 (en) * 2016-12-29 2018-07-04 Thomson Licensing An image sensor comprising at least one sensing unit with light guiding means
US11569285B2 (en) * 2020-05-12 2023-01-31 Visera Technologies Company Limited Solid-state imaging device having a waveguide partition grid with variable grid widths
KR102613052B1 (en) * 2021-09-29 2023-12-12 삼성전자주식회사 Multispectral image sensor and electronic apparatus including the image sensor

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2869280B2 (en) 1993-01-27 1999-03-10 シャープ株式会社 Solid-state imaging device and method of manufacturing the same
JP4951819B2 (en) 2001-06-13 2012-06-13 株式会社ニコン Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP4551603B2 (en) 2002-03-11 2010-09-29 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
WO2004055898A1 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Sony Corporation Solid-state imaging device and production method therefor
US7012240B2 (en) 2003-08-21 2006-03-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with guard rings and method for forming the same
KR100595898B1 (en) * 2003-12-31 2006-07-03 동부일렉트로닉스 주식회사 Image sensor and method for fabricating the same
US7492027B2 (en) * 2004-02-20 2009-02-17 Micron Technology, Inc. Reduced crosstalk sensor and method of formation
JP2005251804A (en) 2004-03-01 2005-09-15 Canon Inc Imaging device
US7633539B2 (en) * 2004-06-07 2009-12-15 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup device with analog-to-digital converter
KR100652379B1 (en) * 2004-09-11 2006-12-01 삼성전자주식회사 CMOS image sensor and manufacturing method thereof
US7078779B2 (en) * 2004-10-15 2006-07-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Enhanced color image sensor device and method of making the same
US7420610B2 (en) * 2004-12-15 2008-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid-state imaging element, solid-state imaging device, and method for fabricating the same
JP4979195B2 (en) * 2005-02-21 2012-07-18 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, solid-state imaging device driving method, and imaging apparatus
JP2006324439A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Canon Inc Imaging device
JP4840850B2 (en) 2005-10-27 2011-12-21 シャープ株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic information device
JP2007287872A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Fujifilm Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007291195A (en) * 2006-04-24 2007-11-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Composite material and optical part using the same
JP4827627B2 (en) * 2006-06-16 2011-11-30 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and processing method thereof
JP2008010544A (en) * 2006-06-28 2008-01-17 Renesas Technology Corp Solid-state image pickup element
JP4194633B2 (en) * 2006-08-08 2008-12-10 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and imaging system
JP5053737B2 (en) * 2007-07-06 2012-10-17 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device
JP4702384B2 (en) * 2008-03-26 2011-06-15 ソニー株式会社 Solid-state image sensor
JP2009252983A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Canon Inc Imaging sensor, and method of manufacturing imaging sensor
JP5213501B2 (en) * 2008-04-09 2013-06-19 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device
JP2009278241A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Canon Inc Drive method of solid-state image pickup device, and solid-state image pickup device
US7923799B2 (en) * 2009-06-09 2011-04-12 Aptina Imaging Corporation Image sensors with light guides
US8269264B2 (en) * 2009-11-09 2012-09-18 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having waveguides formed in color filters

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607727C2 (en) * 2014-06-02 2017-01-10 Кэнон Кабусики Кайся Photoelectric conversion device and imaging system
US10276612B2 (en) 2014-06-02 2019-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and image pickup system
US10403664B2 (en) 2014-06-02 2019-09-03 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and imaging system
US9571768B2 (en) 2014-07-11 2017-02-14 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and imaging system
RU2611209C2 (en) * 2014-07-11 2017-02-21 Кэнон Кабусики Кайся Photoelectric conversion device and imaging system
US9722107B2 (en) 2014-07-11 2017-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and imaging system
US10027915B2 (en) 2014-07-31 2018-07-17 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and imaging system

Also Published As

Publication number Publication date
CN101809743A (en) 2010-08-18
WO2009044924A1 (en) 2009-04-09
US20100200738A1 (en) 2010-08-12
KR20100057695A (en) 2010-05-31
JP5164509B2 (en) 2013-03-21
KR101117391B1 (en) 2012-03-07
EP2195844A4 (en) 2011-12-28
CN101809743B (en) 2011-11-30
EP2195844A1 (en) 2010-06-16
JP2009088450A (en) 2009-04-23
US8872086B2 (en) 2014-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2426195C1 (en) Photoelectric converter, imaging system
KR100826407B1 (en) Photo diode for sensing ultraviolet rays and image sensor comprising the same
US8634017B2 (en) Focus detection apparatus, image pickup device, and electronic camera
EP2432019B1 (en) Imaging device and imaging apparatus
US8530814B2 (en) Solid-state imaging device with a planarized lens layer method of manufacturing the same, and electronic apparatus
JP6364667B2 (en) Photodetector, solid-state imaging device, and manufacturing method thereof
EP1816677A1 (en) Solid-state image pickup element
JP2013038164A (en) Solid state image pickup device and electronic apparatus
JP2000151933A (en) Image pickup element and its manufacture
KR20160023158A (en) Image sensor having improved light utilization efficiency and method of manufacturing the same
TWI588981B (en) Image sensor
WO2019215986A1 (en) Image-capturing element, and method for manufacturing image-capturing element
JP5997149B2 (en) Solid-state imaging device, imaging apparatus, and signal processing method
TW201104856A (en) Solid-state imaging device, camera, electronic apparatus, and method for manufacturing solid-state imaging device
EP4037299A1 (en) Image capture element and image capture device
JP5408216B2 (en) Manufacturing method of solid-state imaging device
JP2010074218A (en) Solid-state image pickup element and method of manufacturing the same, and image pickup apparatus using the solid-state image pickup element
US12009380B2 (en) Pixel of a semiconductor image sensor and method of manufacturing a pixel
JP4136374B2 (en) Solid-state imaging device and imaging system
JP5408215B2 (en) Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and imaging apparatus using solid-state imaging device
JP5353356B2 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP3120787B2 (en) Device and method for monitoring spectral characteristics and sensitivity
CN117410295A (en) Image sensor and simplifying method of image signal processor
KR20020088547A (en) Solid state image sensor and method of fabricating the same
JP2010232448A (en) Solid-state imaging element and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201002